一、工业机器人行业概述
工业机器人指在工业生产加工过程中通过自动控制来代替人类执行某些单调、频繁和重复的长时间作业的面向工业领域的多关节机械手或多自由度工业机器人。世界第一台工业机器人在美国诞生。
工业机器人可以根据安装结构与功能两个维度进行分类。按臂部的运动形式分为四种：1、直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；2、圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；3、球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；4、关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人的产业链的上游主要是关键材料及核心零部件。核心零部件主要包括伺服电机、减速器以及控制器。制造核心零部件的关键材料包括制造伺服电机的钕铁硼永磁材料、铝镁合金；制作减速器的涡轮、蜗杆、压铸铝合金、铸铁机身、齿轮等；中游主要是工业机器人本体制造；下游主要面向终端用户及市场应用，包括系统集成、销售代理、本地合作、工业机器人租赁、工业机器人培训等第三方服务。
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二、工业机器人需求分析
中国制造业产业升级，提升自动化程度。中国制造业企业多数仍处于自动化的早期阶段，以粗放型发展模式为主，自主创新能力弱，产品附加值低，产品稳定性也有较大的待改进空间，低端制造业产能过剩与高端产品供不应求现象并存。随着未来人们对产品质量要求的提升，国内工业制造业也将朝着集约化、智能化的方向进行产业升级，自动化程度将会越来越高，工业机器人作为其中重要一环，需求亦将会逐步释放。
我国是工业机器人销量最大的国家。2017年，我国工业机器人销量达14.1万台（含AGV），同比增长率超过58%。预计，未来几年我国工业机器人销量将继续保持30%速度增长，到2020年我国工业机器人年销量将超过30万台。另外，随着国产工业机器人的崛起，产品均价仍有下降空间；随着销量持续快速增长，未来几年市场规模还将保持20%以上的增长，预计国产工业机器人的份额将从2018年起进入提升通道。
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汽车工业是工业机器人重要的下游行业，2017年全球38.1万台工业机器人的装机量中有32.8%（12.5万台）应用于汽车工业。汽车行业自动化程度很高，大部分外资或合资整车制造商的生产线标准及工业机器人选型全球统一，留给国产工业机器人的市场空间很小。整车制造商跟工业机器人本体制造商通常有长达几十年稳定合作，如大众使用库卡和发那科；宝马、奔驰等德系汽车制造商使用库卡；通用主要是发那科工业机器人；菲亚特使用柯马工业机器人；丰田、本田等日系汽车制造商用安川、川崎等日资品牌；现代、起亚只用韩国现代等品牌工业机器人。而白车身和冲压线主要是ABB工业机器人；涂装线主要是德国杜尔工业机器人。汽车工业是资金与技术密集型行业，投资额巨大而系统复杂，稳定和可靠性是首要的目标。
面对我国对工业机器人的强劲需求，各大工业机器人厂商均加速在我国扩张产能布局。库卡计划2018年在我国提升产能至2.5万台，2024年至10万台；ABB计划将现有产能提升一倍；安川、发那科均已建设新厂，2018年可以投产，产能进一步提升。
三、工业机器人行业竞争格局
自上世纪50年代世界第一台工业机器人诞生以来，世界主要发达国家均建立了完善的工业机器人产业体系。像日本在工业机器人关键零部件（减速机、伺服电机等）的研发方面具备较强的技术壁垒；德国工业机器人在原材料、本体零部件和系统集成方面有一定优势。由于这些国家具备先发优势与技术沉淀，瑞典ABB、德国KUKA（库卡），日本FUNUC（发那科）与YASKAWA（安川）成为全球主要的工业机器人供应商，占据全球约50%的市场份额，他们被成为工业机器人“四大家族”。
外资品牌垄断中国工业机器人的中高端市场。外资品牌以全球机器人“四大家族”（ABB、库卡、发那科、安川）为代表，2017年四家全球市场份额合计超过50%。据统计，2017年外资品牌在中国的汽车行业保持90%左右的份额，而汽车行业属于工业机器人高端应用集中领域。在电气电子设备和器材制造行业/金属加工业，外资品牌市占率分别为72.6%\49.2%，同比提升6.7/4.4pp。
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随着我国工业自动化、智能化的发展加速，工业机器人的应用普及使得市场急剧增长。但是我国工业机器人技术起步较晚，以“四大家族”为代表的国外企业基本垄断了我国工业机器人市场。据工信部数据统计，我国涉及工业机器人生产的企业已逾1000家，其中超过200家是工业机器人本体制造企业，但大部分未掌握核心零部件技术，以组装为主，处于产业链低端，产业集中度低、总体规模较小。目前，国内工业机器人行业具有代表性并掌握部分零部件与本体自给能力的有埃斯顿、广州数控、华中数控、新松机器人等。
四、工业机器人发展前景展望
2016年底，工信部颁布了《工业机器人行业规范条件》，主要包括企业规模、质量要求、研发创新与人员构成四方面硬性要求。其中，本体生产企业年主营业务收入总额不少于5,000万元，或年产量不低于2,000台套；集成应用企业销售成套工业机器人及生产线年收入总额不低于1亿元；产品平均无故障时间不低于5万小时；研发投入不低于上年营收4%；研发设计人员比例不低于20%。2018年6月，工信部公布首批符合要求的15家企业名单。随着机器人行业规范的建立，预计市场将迎来整合期。
未来工业机器人的发展趋势主要表现为以下几方面：
1工业机器人的性能不断提高
近年来，越来越多的搬运机器人、焊接机器人、清洁机器人、真空机器人等工业机器人走进工厂，提高了工厂自动化程度。目前这类工业机器人的单机价格虽然在不断降低，但性能却是在不断提高。以工业机器人机械手为例，机械手主要指通过模仿人类手和手臂的基本功能从而实现抓取、搬运等工作的自动操作装置。目前，全球范围内工业、制造业等行业的包装、安装工作多由工业机器人机械手完成。高重复性是这类工作的主要特点。因此，在有限时间内尽可能快、准地完成重复动作是工业机器人机械手的发展优势，也是工业机器人机械手未来发展方向。随着人工智能技术、互联网技术的不断发展，工业机器人的控制系统、故障诊断与安全维护系统、动力学及仿真、模式化程序设计等技术也在不断提高，工业机器人机械手的各项性能也不断提高，高速、高精、高准、便于操作、便于维修等特点使得工业机器人更加可靠、通用。
2工业机器人正朝着仿生性、生物性方向不断发展
一些工业生产环境对人类身体健康有害或人们根本无法处于某一工作环境之中成为了工业机器人走进工厂的又一原因。如半导体工业中真空腹室内传输晶圆这一工作过程便是人类难以完成的，真空机器人“走进”半导体工业工厂也是半导体工业发展的必然。此外，水下作业、复杂或障碍环境作业也是工业机器人需要面对的工作环境，在复杂环境下无阻运动的蛇形机器人、能够水下作业的仿生鱼机器人等工业机器人都在研发改进，目前，蛇形机器人已经取得了较好的研究进展，仿生性、生物性成为的工业机器人的一大发展方向。
3工业机器人控制系统不断改进
工业机器人控制系统是机器人的核心组成部分，记忆功能、示教功能、与外围设备联系功能及坐标设置功能是工业机器人控制系统的四大基本功能。随着计算机技术的不断提高，工业机器人的控制系统也在不断的改进。目前，工业机器人控制系统的改进成果主要有三个方面，一是工业机器人控制器由专用型封闭式控制器改为开放式控制器，即借助计算机使工业机器人的控制系统更加统一化、标准化、网络化。
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